EP0296575A2 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Deponiekörpern mit niedriger Durchlässigkeit - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for the surface treatment of monolithic landfill bodies constructed from concrete-like mortar mixtures with a permeability coefficient of less than 10 ⁇ 9 m / s, which contain water-leachable constituents.
- Granular or ground carbonate rock powder, suspensions made from quicklime or hydrated lime, and dry calcium hydroxide are often used to chemically bind acidic pollutants in exhaust gases.
- the analytical composition of the residues from the various exhaust gas purification processes varies within wide limits, but always, but the calcium component of the calcium reagents used is completely contained in the residues, partly after reaction with the pollutants.
- the aim is to use the residues for further use. However, this is not always possible, especially in the presence of toxic components. In the presence of water-soluble chloride salts e.g. use in road construction is problematic because eluates that are too heavily loaded can get into the groundwater in an uncontrolled manner. Therefore, the aim is to store these and other residues from exhaust gas purification with similar problems in open waste disposal sites.
- the invention is therefore based on the object to achieve in an open monolithic landfill body that surface water is no longer contaminated inadmissibly.
- the object is achieved in that the surface of the landfill body is sprinkled over a period of 8 to 40 days with water or aqueous solution in amounts of 0.3 to 0.7 m3 per m2 surface, the solution being partially or completely recirculated and that it is then rinsed with water.
- a particularly advantageous embodiment of the invention consists in that, over the period of 8 to 40 days, the sprinkling is carried out discontinuously in at least 5 time intervals, each with at least 1/20 of the total amount of solution.
- a certain amount of chloride can always be leached out from the surface of a chloride-containing mortar, especially after a short curing time of 1 to 2 days, depending on the chloride content, the porosity of the concrete-like mortar or its density and the permeability dependent thereon (expressed in the permeability coefficient K f ) and depends on the time. According to the method of the invention but leach out the surface to such an extent that the rainwater that occurs thereafter is no longer contaminated; it corresponds to the eluates of landfill class I.
- fresh water is not absolutely necessary, but the leaching can also be carried out with pollutant-containing solutions, e.g. circulated contaminated surface water, provided there is sufficient clearance in the sulfate and Chloride concentration to the maximum possible concentration exists.
- pollutant-containing solutions e.g. circulated contaminated surface water
- a monolithic landfill body was produced, which, with a width of 1 m and a length of 1.85 m and a thickness of approx. 15 cm, was pounded in a concrete-like manner and compacted to a greater extent of 95% proctor.
- the solution was collected and the chloride ion concentration was determined.
- the sprinkling process was repeated 8 times with the solution during the entire treatment period of 15 days repeated so that the total amount of solution passed over the surface was 0.44 m3 per m2 surface. It was then rinsed with fresh water.
- the chloride ion concentration of the circulating solution as a function of the curing time is shown in FIG. 1. Small amounts of loss due to infiltration and evaporation were replenished. The surface was kept moist between the sprinkling attempts.
- the pumpable mixture was applied in a thickness of approx. 15 cm on a prepared landfill site with a width of 7 m and a length of 15 m, which had a gradient of 4% over the length.
- the concentration of the circulated solution is practically independent of the surface.
- the concentration of the circulatory solution practically did not change, fresh water was sprayed again. This fresh water was no longer contaminated inadmissibly.
- the chloride content of the solution was less than 200 mg chloride / l.
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Abstract
Bei der Deponie von mit hydraulischen Bindemitteln gebundenen Rückständen aus der Abgasreinigung mußten bisher bei hohem Salz- und Schwermetallgehalt aufwendige Maßnahmen getroffen werden, um direkten Kontakt mit Niederschlagswasser zu verhindern. Durch das neue Verfahren wird erreicht, daß bei einem offenen monolithischen Deponiekörper Oberflächenwasser nicht mehr unzulässig kontaminiert wird. Die Oberfläche wird über einen Zeitraum von 8 bis 40 Tagen mit Wasser oder wäßriger Lösung in Mengen von 0,3 bis 0,7 m³ je m² Oberfläche vorzugsweise in mindestens 5 Zeitintervallen berieselt, wobei die Lösung teilweise oder vollständig im Kreislauf geführt wird. Anschließend wird mit Wasser gespült.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von aus betonartigen Mörtelmischungen aufgebauten monolithischen Deponiekörpern mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von kleiner 10⁻⁹ m/s, die durch Wasser auslaugbare Bestandteile enthalten.
- Zur chemischen Bindung von sauren Schadstoffen in Abgasen werden häufig körnige oder aufgemahlene Karbonatgesteinsmehle, aus gebranntem Kalk oder Kalkhydrat hergestellte Suspensionen sowie trockenes Kalziumhydroxid eingesetzt. Die analytische Zusammensetzung der bei den verschiedenen Abgasreinigungsverfahren anfallenden Rückstände variiert in weiten Grenzen, stets, ist aber die Kalziumkomponente der eingesetzten Kalziumreagenzien vollständig in den Rückständen enthalten, zum Teil nach Umsetzung mit den Schadstoffen.
- Es wird angestrebt, die Rückstände weiteren Verwendungen zuzuführen. Dies ist aber insbesondere bei Anwesenheit von toxischen Bestandteilen nicht immer möglich. Bei Anwesenheit von wasserlöslichen Chloridsalzen ist z.B. die Verwendung im Straßenbau problematisch, weil zu hoch belastete Eluate unkontrolliert ins Grundwasser gelangen können. Daher wird angestrebt, diese und andere mit ähnlichen Problemen behaftete Rückstände aus der Abgasreinigung in offenen Abfalldeponien zu lagern.
- Aus der Deutschen Offenlegungsschrift 29 50 462 ist bekannt, die Abfallstoffe nach Mischen mit einem hydraulischen Bindemittel unmittelbar in einen Deponieraum einzubringen, um eine möglichst kompakte Lagerung des Abfalls zu erreichen. Bei Abfällen mit hohem Salz- und Schwermetallgehalt muß allerdings die Mischung zunächst in Fässer aus Kunststoff oder Metall eingefüllt werden, die dann zusätzlich einbetoniert werden. Nur so war es bisher möglich zu vermeiden, daß durch Direktkontakt mit Niederschlagswasser unzulässige Mengen an Salzen und Schwermetallen abgeführt wurden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem offenen monolithischen Deponiekörper zu erreichen, daß Oberflächenwasser nicht mehr unzulässig kontaminiert wird.
- Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Deponiekörpers über einen Zeitraum von 8 bis 40 Tagen mit Wasser oder wäßriger Lösung in Mengen von 0,3 bis 0,7 m³ je m² Oberfläche berieselt wird, wobei die Lösung teilweise oder vollständig im Kreislauf geführt wird, und daß anschließend mit Wasser gespült wird. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß über den Zeitraum von 8 bis 40 Tagen die Berieselung diskontinuierlich in mindestens 5 Zeitintervallen mit jeweils mindestens 1/20 der Gesamtmenge an Lösung durchgeführt wird.
- Aus der Oberfläche eines chloridhaltigen Mörtels kann, insbesondere nach einer nur kurzen Aushärtezeit von 1 bis 2 Tagen, immer eine gewisse Chloridmenge ausgelaugt werden, die vom Chloridgehalt, der Porigkeit des betonartigen Mörtels bzw. von dessen Dichte und der davon abhängigen Durchlässigkeit (ausgedrückt im Durchlässigkeitsbeiwert Kf) und von der Zeit abhängig ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich aber durch Berieselung die Oberfläche so weit auslaugen, daß danach auftretendes Niederschlagswasser nicht mehr unzulässig kontaminiert wird; es entspricht den Eluaten der Deponieklasse I. Für die Auslaugung der Chlorid- und Sulfatverbindungen aus den oberflächennahen Schichten ist nicht unbedingt Frischwasser erforderlich, sondern die Auslaugung kann auch mit schadstoffhaltigen Lösungen, z.B. kreislaufgeführten kontaminierten Oberflächenwässern durchgeführt werden, sofern ausreichender Abstand in der Sulfat- und Chloridkonzentration zur maximal möglichen Konzentration besteht. Die Erfindung wird nachfolgend an 3 Beispielen näher beschrieben.
- Bei einer Mischung mit Massenanteilen von 50 % Stäuben aus Müllverbrennungsanlagen, 28 % Aschen aus zirkulierender Wirbelschichtfeuerung und 22 % Zement betrug der gesamte Massenanteil an Chlorid 7 %. Auf 100 kg dieser Mischung wurden 42 kg Anmachwasser zugegeben.
- Daraus wurde ein monolithischer Deponiekörper hergestellt, der bei einer Breite von 1 m und einer Länge von 1,85 m in einer Stärke von ca. 15 cm betonartig eingestampft und größer 95 % proctorverdichtet wurde. Die Durchlässigkeit betrug nach einer Erhärtungszeit von 7 Tagen Kf = 5 x 10⁻¹⁰ m/s. 90 l Wasser wurden für die Dauer von einer Stunde über die schräg geneigte Oberfläche geleitet. Die Lösung wurde aufgefangen und es wurde die Chloridionenkonzentration bestimmt. Der Berieselungsvorgang wurde mit der Lösung innerhalb der gesamten Behandlungsdauer von 15 Tagen noch 8mal wiederholt, so daß die gesamte über die Oberfläche geleitete Menge Lösung 0,44 m³ je m² Oberfläche betrug. Anschließend wurde mit Frischwasser gespült. Die Chloridionenkonzentration der Kreislauflösung in Abhängigkeit von der Aushärtezeit ist in Fig. 1 dargestellt. Geringe Verlustmengen durch Versickern und Verdunsten wurden wieder aufgefüllt. Zwischen den Berieselungsversuchen wurde die Oberfläche feucht gehalten.
- Im Laborversuch wurde die Oberfläche eines aus der Mischung des Beispiels 1 hergestellten Proctorkörpers umspült, der folgende Abmessungen hatte: Durchmesser 0,1 m, Höhe 0,12 m, Fläche 0,0534 m². Dieser Proctorkörper wurde einmal pro Tag für eine Stunde in eine Lösungsmenge von 2,67 l getaucht, die dann ständig umgepumpt wurde. Nach 21 Tagen erfolgte die Umstellung auf Frischwasser.
- Zur Trockenmischung aus Beispiel 1 wurden auf 100 kg Mischung 65 kg Wasser zugegeben.
- Auf einer vorbereiteten Deponiefläche mit einer Breite von 7 m und einer Länge von 15 m, die über die Länge ein Gefälle von 4 % aufwies, wurde die pumpfähige Mischung in einer Stärke von ca. 15 cm aufgebracht. Die Durchlässigkeit betrug nach einer Erhärtungszeit von 48 Stunden Kf = 5 x 10⁻¹⁰ m/s. Danach wurden 2700 l Wasser innerhalb von 35 Minuten über die Oberfläche des Deponiekörpers geleitet. Die Lösung wurde aufgefangen und es wurde die Chloridionenkonzentration bestimmt. Der Berieselungsvorgang wurde mit der Lösung innerhalb der gesamten Behandlungsdauer von 33 Tagen noch 19mal wiederholt. Die gesamte über die Oberfläche geleitete Menge Lösung betrug 0,51 m³/m². Anschließend wurde mit Frischwasser gespült. Dabei war praktisch keine Zunahme der Chloridionenkonzentration mehr festzustellen.
- Die Aufkonzentrierung der im Kreislauf geführten Lösung ist, wie sich gezeigt hat, praktisch unabhängig von der Oberfläche. Wenn die erreichte Konzentration der Kreislauflösung sich praktisch nicht mehr änderte, wurde erneut mit Frischwasser berieselt. Dieses Frischwasser wurde nicht mehr unzulässig kontaminiert. Der Chloridgehalt der Lösung war kleiner als 200 mg Chlorid/l.
Claims (2)
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von aus betonartigen Mörtelmischungen aufgebauten monolithischen Deponiekörpern mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von kleiner 10⁻⁹ m/s, die durch Wasser auslaugbare Bestandteile enthalten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des Deponiekörpers über einen Zeitraum von 8 bis 40 Tagen mit Wasser oder wäßriger Lösung in Mengen von 0,3 bis 0,7 m³ je m² Oberfläche berieselt wird, wobei die Lösung teilweise oder vollständig im Kreislauf geführt wird, und daß anschließend mit Wasser gespült wird.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des Deponiekörpers über einen Zeitraum von 8 bis 40 Tagen mit Wasser oder wäßriger Lösung in Mengen von 0,3 bis 0,7 m³ je m² Oberfläche berieselt wird, wobei die Lösung teilweise oder vollständig im Kreislauf geführt wird, und daß anschließend mit Wasser gespült wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Zeitraum von 8 bis 40 Tagen die Berieselung diskontinuierlich in mindestens 5 Zeitintervallen mit jeweils mindestens 1/20 der Gesamtmenge an Lösung durchgeführt wird.
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